Действие происходит в 1984 году, во время Забастовки британских шахтёров, и сосредотачивается на 11-летнем Билли Эллиоте (Джейми Белл), на его любви к танцу, на его надежде стать профессиональным балетным танцором.

Билли живёт со своим овдовевшим отцом, Джекки (Гэри Льюис), старшим братом — Тони (Джейми Дрэвен), и своей престарелой бабушкой — Нэн (Джин Хейвуд), которая когда-то тоже стремилась стать профессиональной танцовщицей. И Джекки, и Тони — шахтёры, принимающие участие в забастовке.

Джекки берет Билли в Спортивный центр, чтобы тот начал заниматься боксом, как и положено сыну потомственного шахтёра. Но Билли не привлекает этот вид спорта. Вместо этого его внимание приковано к балетному классу, занятия которого вынужденно проходят в тренажёрном зале из-за того, что балетную студию, располагающуюся на первом этаже здания, превратили в столовую для бастующих шахтёров. Втайне от отца Билли начинает брать уроки балета. Вскоре тренер по боксу сообщает Джекки об отсутствии его сына на тренировках, и спустя какое-то время тайна юного Билли раскрывается. Джекки считает, что балет не мужской вид спорта и увлечение им его сына является неким отклонением от нормы. Он категорически запрещает Билли посещать занятия. Но тот, увлечённый танцем, всё же продолжает тайно брать индивидуальные уроки у своей преподавательницы по танцам — Джорджии Уилкинсон (Джули Уолтерс).

Джорджия полагает, что Билли достаточно талантлив, и предлагает ему попробовать поступить в Королевскую балетную школу Лондона. Но из-за ареста Тони во время стычки между полицией и бастующими шахтерами, Билли пропускает прослушивание. Джорджия идет в дом Билли, чтобы рассказать Джекки об упущенной возможности. Джекки и Тони приходят в ярость, боясь, что Билли будут считать гомосексуалом, и в крайне резком тоне выпроваживают Джорджию, а также дают понять Билли, что не может быть и речи о том, чтобы он связал свою жизнь с балетом.

Однако вскоре отец Билли видит танцующего сына и понимает, что тот действительно полностью увлечён танцем. Джекки делает всё возможное, чтобы помочь ему осуществить свою мечту и дать шанс выбраться из маленького шахтёрского посёлка в мир. Для обучения в Королевской балетной школе нужны деньги. Джекки хочет выйти из забастовки, но старший сын отговаривает его от этого. Джекки продаёт дорогие сердцу украшения, принадлежавшие некогда его жене, матери Билли. Отец и сын отправляются в Лондон на прослушивание. Билли выступает потрясающе, о чём свидетельствует крайняя заинтересованность и искренне удивление приёмной комиссии. Однако после прослушивания, будучи крайне взволнованным, Билли ударяет другого мальчика. Приёмная комиссия заявляет о недопустимости таких действий, но на вопрос, «Что ты чувствуешь, когда танцуешь?», заданный Билли, мальчик даёт оригинальный, искренний ответ, свидетельствующий о том, что он всецело увлечён танцем. Спустя некоторое время семья Эллиотов получает письмо из Королевской школы балета, в котором содержится уведомление о зачислении Билли Эллиота.

В заключительной части фильма зритель видит уже взрослого двадцатипятилетнего Билли Эллиота, который достиг своей мечты. Он выходит на сцену в Уэст-Энде и исполняет ведущую партию балета Лебединое озеро в постановке Мэтью Борна. Джекки, Тони и друг детства Билли — Майкл смотрят на него из зрительного зала.